- •Техническая электродинамика
- •Приборы и методики измерений в свч-диапазоне
- •Описание измерительной установки
- •Основные свойства и характеристики волн в вс
- •Экспериментальное определение коэффициента отражения от исследуемой нагрузки
- •Измерение малых кбв («метод вилки»)
- •Контрольные вопросы
- •Т-волны в длинных линиях
- •Плоская волна свободного пространства
- •Конфигурация силовых линий полей в длинных линиях
- •Вектор напряженности магнитного поля в т-волне
- •Вектор напряженности электрического поля в линии
- •Т-волны
- •Волны напряжения и тока длинной линии
- •Связь коэффициента отражения с сопротивлением нагрузки
- •Согласованная линия
- •Несогласованная линия
- •Режим стоячей волны
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в волноводах
- •Волноводы. Два класса волн. Волновые уравнения
- •Мембранное и дисперсионное уравнения
- •Граничные условия
- •Поля в волноводе
- •Собственные функции и поперечные волновые числа
- •Критические частоты волноводных мод
- •Поля мод на частотах выше и ниже критической
- •Длина волны и фазовая скорость в волноводе
- •Волна основного типа прямоугольного волновода h01
- •Конфигурация силовых линий основного типа поля
- •Перенос мощности по волноводу
- •Режим бегущей волны
- •Режим смешанных волн
- •Элементы волноводного тракта, используемые в работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Трансформация сопротивлений отрезками длинных линий
- •Входное сопротивление линии
- •Свойства входного сопротивления линии
- •Короткозамкнутая линия
- •Отрезок линии как трансформатор сопротивления
- •Круговая диаграмма сопротивлений
- •Определение нормированной проводимости по нормированному сопротивлению с помощью круговой диаграммы
- •Привязка линии к диаграмме по кбв и минимуму напряжения.
- •Определение сопротивления нагрузки по кбв и местоположению минимума напряжения
- •Включение в линию передачи трансформирующих отрезков с волновым сопротивлением, отличным от волнового сопротивления основного тракта
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в коаксиальной линии при произвольной нагрузке
- •Поле т-волны в коаксиальной линии
- •Погонные параметры коаксиальной линии
- •Коэффициент отражения и импеданс
- •Суперпозиция падающей и отраженной волн
- •Круговая диаграмма
- •Порядок выполнения работы
- •Расчет параметров коаксиальной линии
- •Расчет входных характеристик отрезка коаксиальной линии
- •Варианты заданий к работе
- •Контрольные вопросы
- •Одношлейфное согласование волновода с нагрузкой
- •Входная проводимость линии
- •Расчет входных сопротивлений и проводимостей в линиях с последовательными или с параллельными неоднородностями
- •Нормированные сопротивления и проводимости
- •Индуктивные и емкостные диафрагмы в волноводах
- •Проблема согласования нагрузки с линией передачи
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование волноводных четырехполюсников с поперечными неоднородностями
- •Волноводные многополюсники и их матрицы рассеяния
- •Экспериментальное определение элементов s-матриц четырехполюсников с поперечной неоднородностью
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Согласование линии передачи с нагрузкой в пакете программmicrowaveoffice
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
Индуктивные и емкостные диафрагмы в волноводах
В 6.2 имеется упоминание о параллельных и последовательных неоднородностях, включаемых в линии передачи. Для волноводов параллельные реактивные неоднородности могут реализоваться в виде диафрагм (рис. 6.3).
Рассмотрим на самом элементарном уровне, что происходит, когда волнападает на диафрагму. Как известно, вектор электрического поля этой волны чисто поперечен и, следовательно, касателен к поверхности диафрагмы. Но диафрагма – это металлическая полоска, а на поверхности металла касательная составляющаядолжна быть равна нулю. Следовательно, чтобы это условие выполнялось, в волноводедолжно появиться вторичное поле, компенсирующее векторпадающей волны на обеих сторонах диафрагмы. Механизм возникновения этого поля состоит в том, что на поверхности диафрагмы под влиянием поля падающей волны появляется ток, который возбуждает в волноводе бесконечную совокупность его собственных мод. Эта совокупность и есть вторичное поле.
Среди мод вторичного поля имеются волны. Волна, идущая от диафрагмы против направления первичной волны, есть, очевидно, отраженная волна. Вторичная волна, распространяющаяся от диафрагмы в противоположном направлении, складываясь с первичной волной, образует волну, проходящую за диафрагму. Кроме волнво вторичном поле содержатся поля высших типов. Все они являются не распространяющимися (одномодовый режим!). Эти волны экспоненциально спадают по значению при удалении в обе стороны от диафрагмы. Таким образом, в непосредственной близости от диафрагмы поле сильно отличается от модыза счет присутствия высших типов. Но уже на небольших расстояниях от диафрагмы поля высших типов спадают настолько, что в суммарном поле преобладает мода. Эта ситуация отражена на рис. 6.4, где представлена мгновенная картина силовых линийоколо емкостной диафрагмы. В полях волн высших типов, не переносящих энергию вдоль волновода, заключен некоторый запас реактивной энергии. Область локализации этой энергии находится в районе диафрагмы, где напряженность полей волн высших типов относительно велика. Из всего изложенного вытекает, что на эквивалентной схеме необходимо присутствие элемента, который, с одной стороны, должен учитывать факт отражения первичной волны от диафрагмы, а с другой стороны, служить как бы вместилищем реактивной энергии, запасаемой волнами высших типов. На схеме рис. 6.4,бтакой элемент представлен как реактивная нормированная проводимостьТеоретически доказано, что в высших модах, возникающих около диафрагм типа рис. 6.3,а, преобладает магнитная энергия. Поэтому такие диафрагмы имеют(индуктивные диафрагмы). Диафрагмы типа рис. 6.3,б, напротив, являются емкостными (). Величинадолжна, очевидно, зависеть от размеров поперечного сечения волновода, геометрии диафрагмы и частоты. Теория дает следующие приближенные выражения для
индуктивная диафрагма
(6.0)
емкостная диафрагма
(6.0)
При заданном значении нормированной проводимости диафрагмы из формул (6.6) и (6.7) легко найти размер окна диафрагмы:
для индуктивной диафрагмы
(6.0)
для емкостной диафрагмы
(6.0)